面向对象编程：构建结构化、可重用MATLAB数学建模代码

# 1. 面向对象编程基础

面向对象编程（OOP）是一种编程范例，它将数据和行为封装在称为对象的对象中。OOP 的核心概念包括：

- **封装：** 将数据和方法隐藏在对象内部，只通过公开的接口进行访问。
- **继承：** 允许子类从父类继承属性和方法，从而实现代码重用。
- **多态：** 允许对象以不同的方式响应相同的调用，具体取决于对象的类型。

# 2. MATLAB中的面向对象编程

### 2.1 MATLAB中的对象和类

#### 2.1.1 对象的创建和销毁

在MATLAB中，对象是类的实例。要创建对象，可以使用`class`关键字，后跟类名和构造函数参数。例如，创建一个名为`myObject`的`MyClass`对象：

myObject = MyClass(arg1, arg2);

对象创建后，可以通过点运算符访问其属性和方法。例如，访问`myObject`的`property1`属性：

myObject.property1

要销毁对象，可以使用`delete`函数。例如，销毁`myObject`对象：

delete(myObject);

#### 2.1.2 类的定义和继承

MATLAB中的类使用`classdef`关键字定义。类定义包括类的属性、方法和构造函数。例如，定义一个名为`MyClass`的类：

classdef MyClass
    properties
        property1
        property2
    end
    methods
        function obj = MyClass(arg1, arg2)
            % 构造函数
            obj.property1 = arg1;
            obj.property2 = arg2;
        end
        function method1(obj)
            % 方法1
        end
        function method2(obj)
            % 方法2
        end
    end
end

类可以继承自其他类，使用`superclass`关键字。例如，定义一个名为`MySubclass`的类，继承自`MyClass`：

classdef MySubclass < MyClass
    properties
        property3
    end
    methods
        function obj = MySubclass(arg1, arg2, arg3)
            % 构造函数
            obj@MyClass(arg1, arg2);
            obj.property3 = arg3;
        end
        function method3(obj)
            % 方法3
        end
    end
end

### 2.2 MATLAB中的方法和属性

#### 2.2.1 方法的定义和调用

MATLAB中的方法是类的函数。方法定义在`methods`块中，使用`function`关键字。方法可以访问类的属性和调用其他方法。例如，定义一个名为`method1`的方法：

function method1(obj)
    % 方法1
    obj.property1 = 10;
end

要调用方法，可以使用点运算符。例如，调用`myObject`对象的`method1`方法：

myObject.method1();

#### 2.2.2 属性的定义和访问

MATLAB中的属性是类的变量。属性定义在`properties`块中。属性可以是公共的（可以通过点运算符访问）或私有的（只能通过类的方法访问）。例如，定义一个名为`property1`的公共属性：

properties
    property1
end

要访问属性，可以使用点运算符。例如，访问`myObject`对象的`property1`属性：

myObject.property1

要设置属性，可以使用点运算符和赋值运算符。例如，设置`myObject`对象的`property1`属性为10：

myObject.property1 = 10;

# 3. 面向对象编程的实践

### 3.1 MATLAB中的数学建模示例

**3.1.1 创建一个简单的数学模型**

为了展示MATLAB中面向对象编程的实际应用，让我们创建一个简单的数学模型来模拟一个质量为m的物体从高度h自由落体。该模型将使用牛顿第二定律（F = ma）来计算物体的加速度和位置。

% 创建一个名为"FallingObject"的类
clas